文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
专题2 纸带类实验解答总结
【本专题涉及到的常见的实验】
1、实验：探究小车速度随时间变化的规律
2、实验：探究加速度与力、质量的关系
3、实验：验证动能定理（探究做功与速度变化的关系）
4、实验：验证机械能守恒定律
5、实验：测量动摩擦因数
6、实验：研究自由落体运动规律
7、实验：验证动量守恒定律
【方法总结提升】
1、利用平均速度求瞬时速度：vn＝＝.
2、利用逐差法求解平均加速度
a1＝，a2＝，a3＝，
则a＝＝
3、利用速度－时间图像求加速度
①作出速度－时间图像，通过图像的斜率求解小车的加速度；
②剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度．
4、依据纸带判断小车是否做匀变速直线运动
①x1、x2、x3、…、xn是相邻两计数点间的距离．
Δ
②x 是两个连续相等的时间内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，….
③若Δx 等于恒量(aT2)，则说明小车做匀变速直线运动．
Δ
④x＝aT2，只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差
就一定相等．
4．注意事项
①平行：纸带、细绳要与长木板平行．
②两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取下纸带．
③小车从靠近打点计时器位置释放．
【例题1】某小组用打点计时器研究小车的匀变速直线运动，该打点计时器电源的频率为
50
，在打好的纸带上每5 个点标记一个计数点，标记结果如图，A、B、C、D 为连续选
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
择的计数点，其位置分别为20.0
、34.0
、53.0
和77.0
。则：
（1）打B 点时小车的速度大小是
；
（2）小车运动的加速度大小是
。（计算结果保留两位有效数字）
【例题2】图甲是某研究性学习小组探究木块加速度与合外力关系的实验装置，长木板置
于水平桌面上。细线一端与木块相连，另一端通过一个定滑轮和一个动滑轮与固定的弹簧
测力计相连，动滑轮下悬挂一个沙桶。改变桶中沙的质量进行多次实验，并记录相关数据。
请完成下列问题：
（1）利用该装置实验时，下列说法正确的是 。
A．实验前应将长木板靠近打点计时器的一端垫高，以平衡摩擦力
B．每次在增加沙的质量后需要重新平衡摩擦力
C．应将木块靠近打点计时器，先释放木块，再接通电源
D．实验中一定要保证沙和沙桶的总质量m 远小于木块的质量M
（2）图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7 是计数点，
每相邻两个计数点间还有4 个计时点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，已知交
流电频率为50Hz。利用纸带可得木块的加速度大小为a= m/s2（结果保留三位
有效数字）。
（3）两个同学在同一实验室，各取一套图甲所示的装置放在水平桌面上，在没有平衡摩擦
力的情况下，研究木块的加速度a 与拉力F 的关系，分别得到图丙中甲、乙两条直线。设
两同学所用的木块质量分别为m 甲、m 乙，所用木块与木板间的动摩擦因数分别为μ 甲、μ 乙，
由图可知，m 甲 m 乙，μ 甲 μ 乙。（选填“>”“＜”或“=”）
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【例题3】利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。
（1）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带在纸带上选取三个连续
打出的点A、B、C，测得它们到起始点O 的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度
为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O 点到打B 点的过程中，重物
的重力势能减少量ΔEp= ，动能增加量ΔEk= 。
（2）用纵轴分别表示重物动能增加量ΔEk及重力势能减少量ΔEp，用横轴表示重物下落的
高度h。某同学在同一坐标系中做出了ΔEk—h 和ΔEp—h 图像，如图丙所示。由于重物下落
过程中受阻力作用，可知图线 （填“①”或“②”）表示ΔEk—h 图像
【例题4】在“探究恒力做功与物体速度变化的关系”实验中，某实验小组采用如图甲所
示的装置。实验步骤如下：
①把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器；
②改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力；
③用细线将木板上的小车通过定滑轮与悬吊的砂桶相连（砂和桶总质量远小于小车总质
量）；
④接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点；
⑤在纸带中选合适的点A、B、C、D…，测出它们到起点O 的距离s1、s2、s3、s4…，并测
出与它们相邻的两点间距离d1、d2、d3、d4…（如图乙），查得打点周期为T，将数据填入
下表中；
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
⑥保持砂和桶质量不变，增加小车质量，重复实验步骤④、⑤，将数据填入下表中。
试问：
（1 ）判断重力的一个分力是否与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是
；
（2）实验数据处理时，为什么探究功与v、v2、v3等的关系，而不是与
、
、
等的关
系？ ；
（3）将表格中的数据填写完整；
附表：小车第一次总质量M1 = 0.25 kg，第二次总质量M2 = 0.5 kg，T = 0.02 s
测量点到
O 点的距
离s
(cm)
测量点前
后两点间
距离d
(cm)
小车获得
的速度v
(m/s)
小车获得速
度的平方v2
[(m/s)2]
小车获得速
度的三次方
v3
[(m/s)3]
第
一
次
A
20.05
3.58
0.90
08.1
0.73
B
40.00
5.06
1.27
1.61
2.05
C
60.15
6.20
1.55
2.40
3.72
D
80.24
7.16
第
二
次
A
20.15
2.53
0.63
0.40
0.25
B
40.10
3.58
0.90
0.81
0.73
C
59.90
4.38
1.10
1.21
1.33
D
81.20
5.06
1.27
1.61
2.05
（4）比较表中第一次各组数据，得到的实验结论为： ；
（5）比较表中一、二两次数据，得到的实验结论为： ；
（6）请运用表中第二次数据在图所示的坐标中作出相应的图象，验证理论的正确性（拉力
用F 表示）。
( )
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
1．如图1 所示，用质量为
的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器
在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“牛顿第二定律实验”的实验。
（1）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力， 正确操作方法是 ；
A．把长木板右端垫高 B．改变小车的质量
（2）在不挂重物且 （选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车
拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响；
A．计时器不打点 B．计时器打点
（3）电源频率为
，启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动。
打点计时器打出的纸带如图2 所示，图中相邻两点间有4 个点未画出。根据实验数据分析，
该同学认为物块的运动为匀加速运动。回答下列问题：
①在打点计时器打出B 点时，物块的速度大小为
。在打出D 点时，物块
的速度大小为
（都保留两位有效数字）；
②物块的加速度大小为
。（保留两位有效数字）
2．某同学进行“探究加速度与物体受力、质量的关系”的实验，将实验器材按图甲所示安
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
装。已知打点计时器的工作频率为50Hz，请完成下列相关内容：
（1）该同学在进行平衡摩擦力的操作时，将木板垫高后，在不挂小吊盘（含砝码）的情况
下，轻推小车，让小车拖着纸带运动，得到如图乙所示的纸带，则该同学平衡摩擦力时木
板的倾角 （选填“过大”、“过小”或“适中”）；
（2）关于本实验，下列说法正确的是 ；（填正确答案标号）
A．连接小吊盘和小车的细线应跟长木板保持平行
B．每次改变小车的质量后要重新平衡摩擦力
C．必须保证小车及车中砝码的总质量远小于小吊盘和盘中砝码的总质量
（3）该同学按步骤（1）操作后，保持小车质量不变，通过改变小吊盘中砝码的质量来改
变小车受到的合外力，得到了多组数据，实验中得到如图丙所示的一条纸带，A、B、C、
D、E、F、G 为计数点，相邻计数点之间还有四个点未画出，测得x1＝1.78cm，x2＝
2.62cm，x3＝3.40cm，x4＝4.19cm，x5＝5.03cm，x6＝5.82cm，根据以上数据，可求出小车
的加速度大小a＝ m/s2。（结果保留两位有效数字）
3．如图所示，某同学在一次实验中，利用某物体打出了一条纸带，A、B、C、D、E、F 是
纸带上6 个依次打的点，打点计时器的电源频率为50Hz。该同学用毫米刻度尺测量A 点到
其它各点的距离，并记录在图中。
（1）物体运动的加速度是 m/s2（保留两位有效数字）
（2）该同学最可能完成的是下列哪个实验？ 。
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．探究加速度与力、质量的关系
B．验证机械能守恒定律
C．测量木块与木板间的动摩擦因数
（3）根据第（2）问的结论，若要求出物体在运动过程中受到的阻力，还需测量的物理量
是 （用字母表示并说明含义）。用还需测得的量及加速度a 表示物体在运动过程中
所受阻力的表达式f= （当地重力加速度为g）。
4．某同学利用图（甲）所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物
的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。
从纸带上便于测量的点开始，每5 个点取1 个计数点，相邻计数点间的距离如图（乙）所
示。打点计时器电源的频率为50Hz。
（1）本实验 （填“需要”或“不需要”）满足重物质量远小于物块质量。
（2）物块减速运动过程中加速度的大小为a= m/s2（结果保留3 位有效数字）。
（3）若用
计算物块与桌面间的动摩擦因数（g 为重力加速度），则计算结果比动摩擦因
数的真实值 （填“偏大”或“偏小”）。
5．某同学采用如图甲所示的装置验证规律:物体的质量一定时，其加速度与所受外力成正
比。实验过程如下:
a.按图甲把实验器材安装好，不挂槽码，反复移动垫木（图中未画出），直到小车做匀速
直线运动。
b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂槽码，接通电源，放开小车，打点计时器在被小车
带动的纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。
c.保持小车质量M 不变多次增加槽码，再重复步骤b。
d.算出每条纸带对应的加速度值。
e.用纵坐标表示加速度
，横坐标表示槽码的重力（视为拉力
），做出
图像。
根据上述实验，完成下述问题:
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（1）在步骤d 中，该同学采用
图像求加速度。如图乙为实验中打出的一条纸带的一部
分，纸带上标出了连续的五个计数点，依次为
，相邻计数点之间还有四个
点未画出。打点计时器接在频率为50Hz 的交流电源上。打点计时器打
点时，小车的速度
为 m/s;（保留3 位有效数字）
（2）
点的速度都标在了
坐标系中，如图丙所示做出小车运动的
图像，利
用图像求出小车此次运动的加速度
:（保留2 位有效数字）
（3）最终该同学所得小车运动的
图像如图所示，从图中我们可以看出图像是一条经
过原点的直线。根据图像可以确定下列说法中错误的是
A．本实验中小车质量一定时，其加速度与小车受力成正比
B．当槽码足够大时小车的加速度可能大于重力加速度
C．可以确定小车的质量是0.5kg
（4）另一同学按照相同的步骤做了上述实验，画出的
图像如图所示，你认为造成该
图线不过原点的原因是
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．平衡摩擦力不足
B．平衡摩擦力过度
C．不满足槽码质量远小于小车质量
D．操作错误
（5）认为砝码和盘所受的总重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。实验中平衡了摩擦
力后，要求砝码和盘的总质量
比小车质量
小得多。请分析说明这个要求的理由 。
6．某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵
引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸
带上便于测量的点开始，每5 个点取1 个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点
计时器电源的频率为50Hz。
（1）打下计数点5 时物块运动速度大小的测量值为 m/s。
（2）通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点 和 之间某时刻开始减
速。
（3）打下计数点6 时物块运动速度大小的测量值为 m/s；物块减速运动过程中加速度
的大小为a＝ m/s2。（保留三位有效数字）
7．实验小组利用如图1 所示的装置探究小车速度随时间变化的规律，打点计时器所接电源
的频率为
。
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（1）实验操作前， 平衡摩擦力（选填“需要”或者“不需要”）。
（2）规范操作后，得到一条纸带，以纸带上能够看清的某个点作为0 点，每5 个点取一个
计数点，测量各计数点与0 点的距离，如图2 所示，则纸带上打计数点2 时的小车速度大
小
，打计数点4 时小车的速度大小
。（结果均保留3
位有效数字）
（3）利用各计数点计算得到的速度作出小车运动的
图像，得到一条倾斜的直线，说明
小车做匀加速直线运动，则小车运动的加速度大小
。（结果保留3 位
有效数字）
8．在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时，采用了如图甲所示的实验装置。操作如
下：
（1）平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，先 （填“增
大”或“减小”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹间距相等为止。
（2）已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码的
总重力，应该满足的条件是M m（填“远小于”、“远大于”或“等于”）。
（3）实验中得到如图丙所示的一条纸带，已知打点计时器所接交流电的频率为
，两
计数点间还有四个点没有画出，根据纸带可求出物块的加速度为
。打图中第4
个计数点时小车的速度为
（结果保留三位有效数字）。
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
（4）实验中长木板水平放置且细线平行于长木板，以绳的拉力F 为横坐标，加速度a 为纵
坐标，画出的
图像如图丁所示，求得图线的斜率为k，横轴截距为
，且已知重力加
速度为g，小车与长木板间的动摩擦因数为
。（结果用
、k、g 表示）
9．某实验小组在测木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图所示的装置，图中长木板
水平固定，调整定滑轮高度，使细线与长木板平行。
（1）实验过程中，电火花打点计时器应接在 （选填“直流”或“交流”）电源上。
（2） 图2 是实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E 为五个计数点，相邻两个
计数点之间还有4 个点未画出。测得计数点间的距离如图所示，试根据纸带上各个计数点
间的距离，计算出打D 点时小车的瞬时速度
，小车运动的加速度
。
（3）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加
速度为a，则木块与长木板间的动摩擦因数μ＝ 。
10．用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验，小车P 的前端粘有橡皮泥，后
端连接通过打点计时器的纸带，在长木板右端垫放木块以平衡摩擦力，轻推一下小车P，
使之运动，小车P 与静止的小车Q 相碰后粘在一起向前运动。
（1）下列说法正确的是 。
A．两小车粘上橡皮泥是为了改变两车的质量 B．两小车粘上橡皮泥是为了碰撞后
粘在一起
C．先接通打点计时器的电源，再推动小车P D．先推动小车P，再接通打点计时器的电
源
（2）实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分，
用刻度尺测得各点到起点A 的距离。根据碰撞前后小车的运动情况，应选纸带上
（填“AB”“BC”“CD”或“DE”）段来计算小车P 的碰前速度；测得小车P（含橡皮泥）的
质量为
，小车Q（含橡皮泥）的质量为
，如果实验数据满足关系式 ，则可验
证小车P、Q 碰撞前后动量守恒（用
、
、
、
、
、
表示）。
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
11．某同学用如图1 所示的实验装置验证机械能守恒定律。
（1）对于本实验操作的说法正确的是 。
A．打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上
B．需要用秒表测出重物下落的时间
C．选用的重物的密度和质量大些，有利于减小误差
D．选用的重物的密度和质量小些，有利于减小误差
（2）若实验中所用重物的质量为1.0kg。某同学选取了一条前两个点间距接近2mm 的纸带
（如图2 所示），0 是打下的第一个点，打点时间间隔为0.02s，则在纸带上打下点3 时重
物的动能的增加量（相对0）可以计算得到，那么从打下点0 至打下点3 的过程中重物的重
力势能减少量Ep= J（g = 9.8m/s2，结果保留三位有效数字）。
（3）发现动能的增加量和重力势能的减少量不相等，可能的原因是 。
12．某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，选出了如图所示的一条纸带，
该同学选取O 点为第1 个计数点，依次在纸带上标记A、B、C、D、E 等若干个计数点
（每相邻两个计数点之间还有4 个计时点未画出），并用刻度尺测量各个计数点到O 点的
距离分别为OA=3.20cm，OB=12.50cm，OC=27.80cm，OD=49.10cm。已知打点计时器的电
源频率为50Hz。
（1）下列说法中正确的是 。（填选项前的字母）
A．必须选择点迹清晰的纸带，而且应以打点计时器所打下的第一个点作为第1 个计数点
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
B．根据实验数据画出v－t 图像，图像为倾斜直线，其倾角的正切值
即可表示小车的
加速度大小
C．应先接通电源，待打点计时器稳定打点后再释放小车
D．作v－t 图像时，为保证其图线过每一个点，应用折线连接每一个点
（2）在打点计时器打下A 点时，小车的瞬时速度大小为 m/s，小车运动的加速度大
小为
。（结果均保留3 位有效数字）
13
